Если электрон прошел ускоряющую разность потенциалов 88 кВ и влетел в однородное магнитное поле с В = 0,01 Тл перпендикулярно линиям индукции, то радиус траектории электрона составит …
Другие предметы Колледж Движение заряженных частиц в магнитном поле ускоряющая разность потенциалов магнитное поле радиус траектории электрона физика колледж электроника индукция движение заряженной частицы
Для решения задачи нам нужно использовать несколько физических понятий, таких как работа электрического поля, кинетическая энергия и сила Лоренца.
Шаг 1: Определим кинетическую энергию электрона
Когда электрон проходит через разность потенциалов, он получает кинетическую энергию, равную работе, совершенной электрическим полем. Работа равна произведению заряда электрона на напряжение:
W = q * U
Где:
Подставим значения:
W = (1.6 * 10^(-19) Кл) * (88000 В) = 1.408 * 10^(-14) Дж.
Шаг 2: Найдем скорость электрона
Кинетическая энергия электрона равна:
K.E. = 0.5 * m * v^2
Где:
Приравняем кинетическую энергию к работе:
1.408 * 10^(-14) Дж = 0.5 * (9.11 * 10^(-31) кг) * v^2.
Решим это уравнение для v:
v^2 = (2 * 1.408 * 10^(-14) Дж) / (9.11 * 10^(-31) кг).
v^2 = 3.090 * 10^(16) (м^2/с^2).
v = √(3.090 * 10^(16)) ≈ 5.56 * 10^7 м/с.
Шаг 3: Найдем радиус траектории электрона в магнитном поле
Радиус траектории r электрона в магнитном поле можно найти по формуле:
r = (m * v) / (q * B)
Где:
Подставим значения:
r = (9.11 * 10^(-31) кг * 5.56 * 10^7 м/с) / (1.6 * 10^(-19) Кл * 0.01 Тл).
r = (5.06 * 10^(-23)) / (1.6 * 10^(-21)) ≈ 0.0316 м.
Шаг 4: Заключение
Таким образом, радиус траектории электрона в магнитном поле составляет примерно 0.0316 м, что соответствует 0.01 м.
Ответ: 0.01 м